GH648簡介：GH4648是Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，長期使用溫度小于900℃，短時使用溫度可達(dá)1100℃。合金的特點(diǎn)是加入約ω（Cr）32%，使之具有優(yōu)的抗熱腐蝕性能。同時合金具有中等的強(qiáng)度和良好的蠕變性能，良好的冷加工性能和焊接性能。適于制作溫度在900℃~1100℃、要求耐腐蝕性能的高溫結(jié)構(gòu)件。

2?實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法

本研究所用GH648合金采用真空感應(yīng)+真空自耗冶煉。鍛造成φ75 mm的棒材。合金成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))見表1。試樣經(jīng)1140℃×1h AC(空冷)固溶處理后，再分別經(jīng)700℃、800℃、850℃、900℃、950℃×16h AC時效處理，對熱處理后的試樣采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡觀察其組織，用化學(xué)相分析法定量分析合金的相組成，然后測試試樣的力學(xué)性能。

來百度APP暢享高清圖片

3?實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1?固溶處理態(tài)試樣的組織

GH648合金經(jīng)固溶處理后，合金中存在有M?3C、(Ti,Nb)(C,N)和γ及基體γ相。對經(jīng)1140℃×1hAC固溶處理狀態(tài)的GH648合金進(jìn)行相分析，結(jié)果見表2。合金的金相顯微組織為γ基體上分布著一次碳化物(TiNb)(CN)和球狀碳化物Mz?C(見圖1)。

3.2?不同時效溫度對試樣顯微組織的影響

相分析表明，經(jīng)時效處理后合金中的第二相組成為γ、α、M??C?和MC。表2和圖2表示了時效處理溫度對試樣中第二相析出量的影響。由圖2可見，γ'相的析出量在700℃時效時最大(7.6%)。隨著時效溫度的提高，試樣中γ'相數(shù)量降低。950 ℃時效后，由于大部分γ相溶解，γ相的數(shù)量降至2.195 %。而隨著時效溫度的提高，α相的析出量增加，a相的析出量在900℃時效時達(dá)到峰值4.656 %。

圖3為不同溫度時效后試樣的金相組織?？梢?，經(jīng)過700℃×16h AC時效處理后，試樣沿晶界析出顆粒狀M?3C?;850℃×16 h AC時效處理后，試樣晶內(nèi)析出少量針狀α相，而經(jīng)900℃×16 h AC時效試樣中有大量的α相出現(xiàn)。經(jīng)X射線衍射分析

確定，a-Cr相具有體心立方結(jié)構(gòu)，ao=0.2895 nm。a-Cr相為富Cr的固溶體，大多數(shù)a-Cr相均為針狀，分布在晶內(nèi)。圖4為GH648合金經(jīng)不同溫度時效后γ'相的形貌?？梢?，隨著時效溫度的升高，γ'相的尺寸增大。

3.3?時效處理對試樣力學(xué)性能的影響

不同溫度時效處理后GH648合金的力學(xué)性能如圖5所示。圖5(a)表明，隨著時效溫度的提高，室溫拉伸強(qiáng)度在800℃時效時達(dá)到最高值，隨后逐漸降低，而拉伸塑性在850℃時效時最低。由相分析結(jié)果可知，在700℃和800℃時效時，γ'相的量基本相同，而α相的數(shù)量略有增加；800℃時效后的拉伸強(qiáng)度比700℃時效時略微有所提高；但隨著時效溫度的提高，γ'相的數(shù)量迅速減少且粗化；盡管α相的數(shù)量增加至4.6 %,但其強(qiáng)度仍然大幅度下降。由此可見，α相的強(qiáng)化作用遠(yuǎn)不如γ'相。拉伸伸長率(δ)和室溫沖擊韌性(Ax)的變化規(guī)律說明，α相的數(shù)量越大，拉伸伸長率和室溫沖擊韌性越低。這說明a相會降低合金的室溫塑性。由圖5(b)所示的800℃瞬時拉伸性能可見，由于高溫變形時合金的強(qiáng)度多取決于晶界強(qiáng)度，時效組織對高溫強(qiáng)度的影響遠(yuǎn)不如對室溫強(qiáng)度的影響大。

4?結(jié) 論

(1)?隨著時效溫度的提高，GH648合金中a-Cr相的析出量增加，γ'相的析出量減少，大多數(shù)α-Cr相呈針狀分布在晶內(nèi)。

(2)隨著a-Cr相析出量的增加，GH648合金的室溫拉伸塑性和沖擊韌性明顯下降。